Question

硫酸是重要的化工原料，二氧化硫生成三氧化硫是工業(yè)制硫酸的重要反應(yīng)之一．
（1）現(xiàn)將一定量的SO₂（g）和O₂（g）放入某固定體積的密閉容器中，在一定條件下，反應(yīng)2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）達(dá)到平衡狀態(tài)．
①從平衡角度分析采用過量O₂的目的是

 

；判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是

 

．（填字母）
a．SO₂和SO₃ 濃度相等    b．SO₂百分含量保持不變
c．容器中氣體的壓強(qiáng)不變    d．SO₃的生成速率與SO₂的消耗速率相等
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=

 

．
③已知：K（300℃）＞K（450℃），該反應(yīng)是

 

熱反應(yīng)．
（2）某溫度下，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與體系總壓強(qiáng)（P）的關(guān)系如圖1所示．平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K（A）

 

K（B）（填“＞”、“＜”或“=”，下同）．
（3）如圖2所示，保持溫度不變，將2mol SO₂和1mol O₂加入甲容器中，將4mol SO₃加入乙容器中，隔板K不能移動(dòng)．此時(shí)控制活塞P，使乙的容積為甲的2倍．

①若移動(dòng)活塞P，使乙的容積和甲相等，達(dá)到新平衡時(shí)，SO₃的體積分?jǐn)?shù)甲

 

乙．
②若保持乙中壓強(qiáng)不變，向甲、乙容器中通入等質(zhì)量的氦氣，達(dá)到新平衡時(shí)，SO₃的體積分?jǐn)?shù)甲

 

乙．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）①增大反應(yīng)物氧氣會(huì)提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率；平衡標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同，各成分含量保持不變；
②依據(jù)平衡常數(shù)概念計(jì)算得到；
③K（300℃）＞K（350℃），說明溫度越高平衡常數(shù)越小，依據(jù)平衡移動(dòng)原理分析，升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向進(jìn)行；
（2）平衡常數(shù)隨溫度變化，溫度不變，平衡常數(shù)不變；
（3）①甲為恒溫恒容容器，若移動(dòng)活塞P，使乙的容積和甲相等，為恒溫恒容容器，乙中加入4mol三氧化硫相當(dāng)于加入2mol三氧化硫，再加入2mol三氧化硫，增大壓強(qiáng)，平衡正向進(jìn)行，SO₃的體積分?jǐn)?shù)增大；
②甲為恒溫恒容容器，加入氦氣總壓增大，分壓不變，平衡不變，乙中加入惰氣為保持恒壓，體積增大，壓強(qiáng)減小，平衡逆向進(jìn)行，達(dá)到新平衡時(shí)，SO₃的體積分?jǐn)?shù)減�。�

解答： 解：（1）①從平衡角度分析采用過量O₂的目的是，利用廉價(jià)原料提高物質(zhì)轉(zhuǎn)化率，加入氧氣提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率；
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），反應(yīng)是氣體體積不變的放熱反應(yīng)
a．二氧化硫和三氧化硫起始量和變化量有關(guān)，SO₂和SO₃ 濃度相等，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；  
b．SO₂百分含量保持不變是平衡標(biāo)志，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；
c．反應(yīng)前后壓強(qiáng)不同，容器中氣體的壓強(qiáng)不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故c正確；    
d．SO₃的生成速率與SO₂的消耗速率相等，說明平衡正向進(jìn)行，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故d錯(cuò)誤；
故答案為：提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率；bc；
②2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），依據(jù)平衡常數(shù)概念書寫得到平衡常數(shù)表達(dá)式為：

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

；
故答案為：

c2(SO3)

c2(SO2)c(O2)

；
③K（300℃）＞K（350℃），說明溫度越高平衡常數(shù)越小，反應(yīng)逆向進(jìn)行，依據(jù)平衡移動(dòng)原理分析，升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向進(jìn)行，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
故答案為：放；
（2）平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與壓強(qiáng)無關(guān)，在溫度不變的條件下，無論壓強(qiáng)怎樣變化，平衡常數(shù)都不變，故答案為：=；
（3）將2mol SO₂和1mol O₂加入甲容器中，將4mol SO₃加入乙容器中，隔板K不能移動(dòng)．此時(shí)控制活塞P，使乙的容積為甲的2倍，分析可知甲、乙中最后達(dá)到相同的平衡狀態(tài)；
①若移動(dòng)活塞P，使乙的容積和甲相等，增大壓強(qiáng)，平衡正向進(jìn)行，SO₃的體積分?jǐn)?shù)增大，SO₃的體積分?jǐn)?shù)甲＜乙，故答案為：＜；
②甲為恒溫恒容容器，加入氦氣總壓增大，分壓不變，平衡不變，乙中加入氦氣，為保持恒壓，體積增大，壓強(qiáng)減小，平衡逆向進(jìn)行，達(dá)到新平衡時(shí)，SO₃的體積分?jǐn)?shù)減小，SO₃的體積分?jǐn)?shù)甲大于乙，故答案為：＞．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)、平衡轉(zhuǎn)化率、影響化學(xué)平衡的外界條件綜合應(yīng)用及知識(shí)遷移能力等考點(diǎn)，題目難度中等，注意平衡常數(shù)在計(jì)算中的應(yīng)用，等效平衡的分析判斷．